办公建筑自然通风节能效果模拟

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1、计算机应用与IT技术办公建筑自然通风节能效果模拟李苋，王菊花，仇中柱(1．同济大学机械工程学院，上海201804；2．上海电力学院，上海201804)●⋯--_-●----●-----●-_--●●●_--●-。_。●。-。。‘。‘。。。-。-。-。-●●‘●●---●●--_-●-●-。-。_。●●●●摘要：Esp—r实现了热模拟与多区域网络通风模拟的耦合计算，可以较为准确地模拟自然通风建筑的气流组织及室内热环境。本文用Esp-r对上海某一办公建筑标准层的自然通风进行模拟，对过渡季节典型周内开窗和不开窗条件

2、下的室内温度进行了比较，并统计了建筑全年不开窗和过渡季节开窗通风两种工况下的全年建筑冷、热负荷，结果表明过渡季节自然通风可以较好地满足室内温度及换气次数需求，并大大地降低了全年空调运行时间和建筑能耗。关键词：办公建筑；过渡季节；自然通风；Esp-r；室内环境；能耗●●●●--_--_-_-----_--_．___-_．-．__-___--●。-_--●__-_-_-_-_-●-_-----●--●------_-●_--中图分类号：TU834．3+5。TP15文献标识码：A文章编号：1006—8449(201

3、0)01—0059—050引言自然通风是当今建筑普遍采取的一项改善建筑热只能研究某一时刻空气流动与换热的情况，建筑热模环境、节约空调能耗的技术。设计较好的水电站和高大拟的边界条件也难以直接应用于CFD建筑通风模拟。厂房的通风的主要手段就是利用自然通风技术，并且而多区域网络模型法则可以和建筑热模拟耦合在一起得到了实践的检验。国家体育场，俗称“鸟巢”，是北京进行建筑通风与能耗的全年模拟。哈尔滨工业大学潘2008年奥运会的主会场。其比赛区和观众席采用自然刚对上海地区某办公建筑进行了自然通风的通风方式，且效果较好，能

4、满足热安全性和热舒适性指EnergyPlus与COMIS的耦合模拟。清华大学章宇峰标。研究结果表明，对于办公建筑，采用自然通风每年通过模块化程序设计实现多区域网络模型算法，并把可节省的冷量为14～41kWh／m，节省费用为1．3-3．6它嵌入到建筑能耗动态模拟工具包DeST中，实现了美元／m。国际能源署(IEA)2000年的总结报告热模拟模型与多区域网络模型的耦合计算，从而定量(Annex35)中指出，欧洲国家的办公楼利用自然通风分析多种涉及自然通风和渗透的问题。可以降低建筑能耗达5o％I~AJaH。Esp—

5、rrEnvironmentalSystemsperformance—自然通风的分析和设计工具一般采用两大数学模research)是英国Strathclyde大学能源系统研究中心型：多区建筑物模型(宏观模型)和计算流体动力学ESRU(EnergySystemsResearchUnit)研发的大型集成(CFD)模型(微观模型)。广泛使用的多区域网络模型建筑热环境模拟软件，它可以读人美国能源部的包括软件有COMIS、CONTAM系列、BREEZE、NatVent、中国200多个城市和地区在内的全世界一千多个地区PA

6、SSPORTPlus和AIOLOS等。而CFD软件在通风空的IWEC／EPW国际气象数据，从而实现热模拟与通风调领域应用较多的是Fluent、Alrpak和PhoeniCS。美模拟的耦合计算。其通风模拟采用的是多区域网络模国麻省理工学院(MIT)开发了几个雷诺平均纳维一斯型法。近年来，国内才开始利用Esp—r进行节能性能托克斯RANS(ReynoldsAvera—gedNavier—Stokes)方化设计、优化分析。涉及的重大国家建设项目有：上海程模型(如双层K一紊流模型和零方程模型的CFD浦东国际机场第二航

7、站楼、杭州国际会议中心、浙江程序)和大涡模拟LES(LargeEddySimulation)程序，西湖文化广场、国家游泳馆(水立方)等。本文将利用可以用来评价建筑物的自然通风效果。但CFD模拟Esp—r以上海地区某一办公建筑为研究对象，研究过黼总第l3l期第31卷I5J9了计算机应用与IT技术渡季节建筑通风对室内环境及全年建筑能耗的影IIII响。IlllilI要3．OGILlII【Il～血f^^fJJ。0I1Esp—r验证0lIn～墨2．06lilOaIlIlIIllIIl国际上，ESRU研究人员和许多其他学

8、者都进行jll'1．OGIJ8：009：O010：O0I1：0012：O013：O0了大量的验证工作来证明Esp—r的有效性。在气流组3002．762522．422．29226叫ESP一3．0l2772532．432292．26织模拟方面，HaghighatF用三大多区域网络气流模型COMIS3．092822．572472．342．3O软件COMIS，CONTAM和Esp—r分别对两套典型的匡垂亘洹